操作系統(tǒng)C第4章存儲器管理3

1、1復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 什么是分頁存儲管理？什么是分頁存儲管理？ 如何實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換？如何實現(xiàn)地址轉(zhuǎn)換？24.5 4.5 基本分段存儲管理方式基本分段存儲管理方式 推動存儲管理方式從固定分區(qū)到動態(tài)分推動存儲管理方式從固定分區(qū)到動態(tài)分區(qū)分配再到基本分頁分配的主要動力是區(qū)分配再到基本分頁分配的主要動力是提高內(nèi)存利用率提高內(nèi)存利用率. 引入分段存儲管理的目的是滿足引入分段存儲管理的目的是滿足用戶編用戶編程和使用的多方面的需要。程和使用的多方面的需要。 段式存儲管理，以程序的段式存儲管理，以程序的邏輯段為單位邏輯段為單位分配內(nèi)存。分配內(nèi)存。使程序的邏輯結(jié)構(gòu)中的段與使程序的邏輯結(jié)構(gòu)中的段與內(nèi)存的段建立直接聯(lián)系。內(nèi)存

2、的段建立直接聯(lián)系。34.5.1 4.5.1 分段存儲管理方式的引入分段存儲管理方式的引入 方便用戶編程方便用戶編程 實現(xiàn)對程序和數(shù)據(jù)的共享實現(xiàn)對程序和數(shù)據(jù)的共享 信息保護信息保護 動態(tài)增長動態(tài)增長 動態(tài)鏈接動態(tài)鏈接44.5.2 4.5.2 分段系統(tǒng)的基本原理分段系統(tǒng)的基本原理1 1 分段分段 作業(yè)的地址空間按照邏輯意義劃分若干段作業(yè)的地址空間按照邏輯意義劃分若干段, ,每個每個段從段從0 0開始編址，段內(nèi)采用連續(xù)地址空間，各段開始編址，段內(nèi)采用連續(xù)地址空間，各段長度不等。長度不等。 每一個段都有自己的名字，為了簡單用序號表示每一個段都有自己的名字，為了簡單用序號表示 作業(yè)的地址空間分成多個段，

3、由段名和段內(nèi)地址作業(yè)的地址空間分成多個段，由段名和段內(nèi)地址構(gòu)成，是一個構(gòu)成，是一個二維二維的地址空間。的地址空間。請思考：分頁存儲管理的地址結(jié)構(gòu)是幾維的？請思考：分頁存儲管理的地址結(jié)構(gòu)是幾維的？5 內(nèi)存以段為單位分配，每個段單獨占用內(nèi)存以段為單位分配，每個段單獨占用一連續(xù)的內(nèi)存區(qū)，一個作業(yè)的各段放在一連續(xù)的內(nèi)存區(qū)，一個作業(yè)的各段放在不連續(xù)的分區(qū)中。不連續(xù)的分區(qū)中。 系統(tǒng)為每個進程建立一個段表，段表通系統(tǒng)為每個進程建立一個段表，段表通常放在內(nèi)存中。常放在內(nèi)存中。 系統(tǒng)要建一個段表地址寄存器：存放段系統(tǒng)要建一個段表地址寄存器：存放段表的內(nèi)存起始地址和段表長度。表的內(nèi)存起始地址和段表長度。62 2

4、段表段表（圖4-16）段表：存放各段在內(nèi)存中的起始地址(基址)和段的長度，實現(xiàn)從邏輯段到物理內(nèi)存的映射。73 3 地址變換機構(gòu)地址變換機構(gòu)（圖4-17）段段 內(nèi)內(nèi) 地地 址址段段 號號03116 1584 4 分頁與分段的主要區(qū)別分頁與分段的主要區(qū)別 (1) 頁是信息的物理單位，分頁是為實現(xiàn)離散分頁是信息的物理單位，分頁是為實現(xiàn)離散分配方式，以消減內(nèi)存的外零頭，配方式，以消減內(nèi)存的外零頭， 提高內(nèi)存的利用提高內(nèi)存的利用率，率， 分頁僅僅是由于系統(tǒng)管理的需要而不是用戶分頁僅僅是由于系統(tǒng)管理的需要而不是用戶的需要。的需要。段則是信息的邏輯單位，它含有一組其意義相對段則是信息的邏輯單位，它含有一組其

5、意義相對完整的信息。完整的信息。 分段的目的是為了能更好地滿足用分段的目的是為了能更好地滿足用戶的戶的需要。需要。 9 (2) 頁的大小固定且由系統(tǒng)決定，由系統(tǒng)把邏輯頁的大小固定且由系統(tǒng)決定，由系統(tǒng)把邏輯地址劃分為頁號和頁內(nèi)地址兩部分，是由機器硬地址劃分為頁號和頁內(nèi)地址兩部分，是由機器硬件實現(xiàn)的，因而在系統(tǒng)中只能有一種大小的頁面件實現(xiàn)的，因而在系統(tǒng)中只能有一種大小的頁面 段的長度不固定，段的長度不固定， 決定于用戶所編寫的程序，決定于用戶所編寫的程序，通常由編譯程序在對源程序進行編譯時，根據(jù)信通常由編譯程序在對源程序進行編譯時，根據(jù)信息的性質(zhì)來劃分。息的性質(zhì)來劃分。10 (3) (3) 分頁的

6、作業(yè)地址空間是一維的，即分頁的作業(yè)地址空間是一維的，即單一的線性地址空間；單一的線性地址空間； 分段的作業(yè)地址空間則是二維的，標(biāo)識分段的作業(yè)地址空間則是二維的，標(biāo)識一個地址時，一個地址時，既需給出段名，既需給出段名， 又需給出又需給出段內(nèi)地址。段內(nèi)地址。 114.5.3 4.5.3 信息共享信息共享 一個多用戶系統(tǒng)可以同時接納一個多用戶系統(tǒng)可以同時接納4040個用戶，他個用戶，他們都執(zhí)行一個文本編輯程序，如果文本編輯們都執(zhí)行一個文本編輯程序，如果文本編輯程序需要程序需要160160K K代碼區(qū)和代碼區(qū)和4040K K數(shù)據(jù)區(qū)，則共需數(shù)據(jù)區(qū)，則共需要約要約8 8M M的空間支持的空間支持4040個

7、用戶。如果個用戶。如果160160K K的代的代碼可重入，則碼可重入，則4040個用戶可以共享一個代碼副個用戶可以共享一個代碼副本，此時需要空間為本，此時需要空間為4040* *40+160=176040+160=1760K K。 假定頁面大小為假定頁面大小為4 4K K，160K160K的代碼空間需要的代碼空間需要4040個頁，數(shù)據(jù)區(qū)需要個頁，數(shù)據(jù)區(qū)需要1010個頁，為實現(xiàn)代碼共享，個頁，為實現(xiàn)代碼共享，應(yīng)該在每個進程的頁表中加入應(yīng)該在每個進程的頁表中加入4040個頁表項個頁表項(圖圖4-184-18) )12 在分段系統(tǒng)中實現(xiàn)共享則容易得多，為在分段系統(tǒng)中實現(xiàn)共享則容易得多，為文本編輯程序

8、的代碼空間添加一個段表文本編輯程序的代碼空間添加一個段表項即可項即可( (圖圖4-194-19) ) 。13段號段號內(nèi)存基址內(nèi)存基址段長段長02196001230014290100313275804195296下述邏輯地址的物理地下述邏輯地址的物理地址是什么？址是什么？（1）（）（0, 430 ） （2）（）（1，10） （3）（）（1，11 ）（4）（）（3，400） （5）（）（2，500 ） （6）（）（4，112） 練練 習(xí)習(xí) 114下述邏輯地址的物理地址是下述邏輯地址的物理地址是（1）答：）答：219+430=649 （2）答：）答：2300+10=2310（3）答：）答：2300+

9、11=2311 （4）答）答 1327+400=1727 （5）答：因）答：因500100，訪問非法，產(chǎn)生中斷，訪問非法，產(chǎn)生中斷（6）答：因）答：因112 96，段越界，產(chǎn)生中斷。，段越界，產(chǎn)生中斷。15練練 習(xí)習(xí) 2 某邏輯用戶空間共32個頁面，每頁1K，主存16K,假定某時刻系統(tǒng)為用戶的第0，1，2，3頁分配的物理塊號為5，10，4，7，而該用戶作業(yè)長度為6頁，試將十六進制的邏輯地址0A5C,103C,1A5C轉(zhuǎn)換成物理地址164.5.4 4.5.4 段頁式存儲管理方式段頁式存儲管理方式1 1 基本原理（基本原理（圖圖4-204-20） 分段和分頁原理的結(jié)合，先將用戶程序分成若分段和分頁原理的結(jié)合，先將用戶程序分成若干個段，再把每段分成若干頁，并為每個段賦干個段，再把每段分成若干頁，并為每個段賦予一個段名。予一個段名。 在段頁式系統(tǒng)中，邏輯地址空間由段號在段頁式系統(tǒng)中，邏輯地址空間由段號, ,段內(nèi)段內(nèi)頁號頁號, ,頁內(nèi)地址三部分構(gòu)